Główne rysy dzisiejszej rzeźby doliny powstały w młodszym trzeciorzędzie, kilkanaście milionów lat temu, kiedy to zrównany, stary masyw górski uległ ponownie wypiętrzeniu pod wpływem pionowych ruchów skorupy ziemskiej w czasie orogenezy alpejskiej. Kiedyś była to jedna powierzchnia, być może pofałdowana. Dzięki wzmożeniu erozji, rzeźba terenu została silnie odmłodzona.
Duże znaczenie ma odporność poszczególnych skał na czynniki erozji. Bardziej odporne skały wulkaniczne tworzą obecnie wzniesienia zarówno w obrębie Bramy Lubawskiej (Chełmczyk, Świerczyna, Łysunia), jak też w ograniczających ją od wschodu Górach Kruczych. Również lokalnie występujące zlepieńce tworzą wyniesienia takie jak Szczepanowski Grzbiet czy Zadzierna. Z kolei w północno-zachodniej części Bramy Lubawskiej wzniesienia zbudowane są z odpornych amfibolitów (Suszyna, Zielona Skała). Obszary zbudowane z piaskowców, a zwłaszcza łupków, tworzą zagłębienia.